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[其他ST产品] stm32驱动LTC6912程控放大器程序

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1022|15
 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
LTC, ST, STM, STM32, tc
stm32驱动LTC6912程控放大器程序，PGA可编程增益放大器，可调增益运放电路
1. 放大器需求
项目需求：需要用到 PGA可编程增益放大器，放大递归规律要为指数。

需求参数：输入信号为100KHz正弦波，程控增益倍数 Gain=1~256。于是带宽积GBP >= 30MHz，压摆率SR>=3.2V/us。



2. 起初不成熟方案
起初方案：起初是用分立芯片搭的，MCP41010数字电位器 + 反相放大器，效果一般。

优劣：使用起来比较麻烦。主要原因是 MCP41010只能单电源供电，运放可以用双电源供电。但由于 MCP41010单电源的原因，输入信号 <-0.7V的波形会有损失。几乎没有什么优势可言。



3. 后期最优方案

后期更优的方案：寻求专用集成芯片。

TI的PGA主要产品：

TI的PGA主要产品和参数
5883864a9109091439.png
TI的PGA芯片看了一圈就很尴尬，要不不能双电源供电，要不带宽不够，要不压摆率不够。寻求其他产品。


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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:32 | 显示全部楼层
ADI的PGA主要产品：

ADI的PGA主要产品和参数

6064664a910feb9586.png

ADI的PGA产品参数都很硬，果断 ADI YES，选型使用了 LTC6912CGN-2。

由于LTC6912内部放大器拓扑为反相放大器，输入输出反相。于是我设计电路将 LTC6912 内部2个反相放大器串联使用，正好使输入输出变为同相。并且放大器串联可以让带宽积增大，增益范围也变大为0~4096，在我的需求环境中无带宽失真，爽歪歪。

从Bom商那里拿了几片，￥18/pcs。还能用得起，比起秃头搞电路来说很实在了。
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:32 | 显示全部楼层
4. LTC6912电路

471164a911172d14d.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:33 | 显示全部楼层
5. LTC6912-2 - SPI 写时序
（CLK上升沿数据有效。黄色 - CLK。蓝色 - Din。CS没接示波器，有CLK的时候CS要为低电平。）

图中SPI时序的串联总增益 = 32倍，以此为例：

channel-B：Gain = -1，  对应 SPI一个字节的高4位，编码为 0001。

channel-A：Gain = -32，对应 SPI一个字节的低4位，编码为 0110。

时序较为简单，三线SPI。每次设置增益需要发送1个字节（8Bits）。高四位为channel-B增益，低四位为channel-A增益。

4751464a911442b2b9.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:33 | 显示全部楼层
5531364a9114f01fc2.png

注意：设置增益为0时，相当于关断输出。
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:33 | 显示全部楼层
6. 驱动代码
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  1. uint8_t OPx[50]={   0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17,
    

  2.                     0x21, 0x22, 0x23, 0x24, 0x25, 0x26, 0x27,
    

  3.                     0x31, 0x32, 0x33, 0x34, 0x35, 0x36, 0x37,
    

  4.                     0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47,
    

  5.                     0x51, 0x52, 0x53, 0x54, 0x55, 0x56, 0x57,
    

  6.                     0x61, 0x62, 0x63, 0x64, 0x65, 0x66, 0x67,
    

  7.                     0x71, 0x72, 0x73, 0x74, 0x75, 0x76, 0x77,};
    

  8. //分别对应系统放大:1,2,4,8,16,32,64,
    

  9. //                2,4,8,16,32,64,128
    

  10. //                4,8,16,32,64,128,256
    

  11. //                8,16,32,64,128,256,512
    

  12. //                16,32,64,128,256,512,1024
    

  13. //                32,64,128,256,512,1024,2048
    

  14. //                64,128,256,512,1024,2048,4096
    

  15.  
    

  16. //LTC6912-2 PGA增益设置
    

  17. void LTC6912_SetGain(uint16_t xGain)
    

  18. {
    

  19.         uint8_t gtemp=0;
    

  20.  
    

  21.         switch(xGain)
    

  22.         {
    

  23.                 case 1:
    

  24.                         gtemp=0;
    

  25.                         break;
    

  26.                 case 2:
    

  27.                         gtemp=1;
    

  28.                         break;
    

  29.                 case 4:
    

  30.                         gtemp=2;
    

  31.                         break;
    

  32.                 case 8:
    

  33.                         gtemp=3;
    

  34.                         break;
    

  35.                 case 16:
    

  36.                         gtemp=4;
    

  37.                         break;
    

  38.                 case 32:
    

  39.                         gtemp=5;
    

  40.                         break;
    

  41.                 case 64:
    

  42.                         gtemp=6;
    

  43.                         break;
    

  44.                 case 128:
    

  45.                         gtemp=13;
    

  46.                         break;
    

  47.                 case 256:
    

  48.                         gtemp=20;
    

  49.                         break;
    

  50.                 case 512:
    

  51.                         gtemp=27;
    

  52.                         break;
    

  53.                 case 1024:
    

  54.                         gtemp=34;
    

  55.                         break;
    

  56.                 case 2048:
    

  57.                         gtemp=41;
    

  58.                         break;
    

  59.                 case 4096:
    

  60.                         gtemp=48;
    

  61.                         break;
    

  62.         default:
    

  63.             break;
    

  64.         }
    

  65.         
    

  66.         LTC6912_SPI_SendOneByte(OPx[gtemp]);    //就是普通的SPI-WRITE，1个字节
    

  67. }
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:34 | 显示全部楼层
7. 测试波形：
实际电路中 LTC6912-2 的供电为双电源 ±2.5V，输出电压轨约为 ±2V。

黄色CH1为输入信号，蓝色CH2为输出信号。

Gain = 1：

5534864a91170d13ab.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:34 | 显示全部楼层
Gain = 4： 1847264a9119a663ad.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:35 | 显示全部楼层
Gain = 16： 9947164a911a6bcbdd.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:35 | 显示全部楼层
Gain = 64：
5099764a911b6d8850.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:35 | 显示全部楼层
Gain = 4096：
4870064a911cbe9901.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:35 | 显示全部楼层
Gain = 256：（输入输出依旧能保存很好的一致性）
3957964a911d9356e8.png
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 楼主| 原来是wjc 发表于 2023-7-8 15:36 | 显示全部楼层
测试仪器为泰克 TBS1202B示波器，电脑上位机截屏软件使用的是 OpenChoice。

官网下载方式太慢，附个人下载链接：https://download.csdn.net/download/Mark_md/12556223

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MessageRing 发表于 2023-7-9 23:23 | 显示全部楼层
18一片已经很贵了啊
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Clyde011 发表于 2024-1-16 17:15 | 显示全部楼层
93794658657f5b7b97.png
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万图 发表于 2024-1-16 19:11 | 显示全部楼层

输出负载电流环路
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